New frontiers in elucidating the kinetics and mechanisms of metal and oxyanion sorption at the soil mineral/water interface : Reaction kinetics links soil chemistry and plant nutrition

2000

S. 563-570

52 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200073650

Zur Bewertung der Art, Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Metallionen und Oxyanionen in Ökosystemen ist eine ausreichende Kenntnis ihrer Sorptionskinetik und -mechanismen in Boden bzw. Bodenmineralien vonnöten. Bisher wurde die Sorption vorwiegend unter dem Gesichtspunkt makroskopischer Gleichgewichtsbedingungen betrachtet. Mittlerweile hat man jedoch erkannt, dass man für genauere Voraussagen zur Bodensanierung d.h. zur Beweglichkeit und zum Schicksal von Metallen und Oxyanionen die Kinetik ihrer Sorption/Freisetzung kennen muss. In der vorliegenden Arbeit werden kinetische Modelle in ihrer Anwendbarkeit auf heterogene Systeme diskutiert sowie die Raten und Mechanismen rascher bzw. langsamer Sorptions-/Freisetzungsreaktionen für Metallionen und Oxyanionen betrachtet. Von besonderer Bedeutung hierbei scheint die Bildung von Präzipitaten an Oberflächen (z.B. Ni-Al-Hydroxid-Doppelschichten an Tonmineralien) zu haben. Dies trifft infolge des Ionenradius zu für Cu, Ni, Zn, deren Freisetzung infolgedessen von der Verweildauer (Alterung) im Substrat abhängig ist. Das Bleiion hingegen ist zu groß, um in die Struktur von Tonmineralien und Pyrophyllit zu passen. Für ein tieferes Verständnis der Sorptionsdynamik sind Forschungsansätze auf molekularer Ebene Voraussetzung. So konnten innerhalb der letzten Dekade anhand neuester Analysentechniken unter in-situ Bedingungen und gleichzeitig im molekularen Maßstab beträchtliche Erkenntnisfortschritte zur Spezifizierung und zu Sorptions-/Freisetzungs-Mechanismen von Metallen/Oxyanionen in Bereichen unter der Sorptionsoberfläche gemacht werden. Ein solch neues Grenzgebiet kann somit in den Umweltwissenschaften einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von Sanierungsstrategien von Prognosemodellen und zur Bewertung der Bioverfügbarkeit bzw. von Kontaminierungen in Böden leisten.